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Title:
TEST DEVICE FOR SINGULATED CHIPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/061982
Kind Code:
A1
Abstract:
A test device (1) for singulated chips (4) having a test head (17) fitted with (test) needles (3) has contacts (10) which are arranged next to the test head (17). An arrangement for testing singulated chips (4) comprises a test device (1) and a holder (5) for the chip (1), on which holder the contacts (10) rest.

Inventors:
GAGGL RAINER (AT)
Application Number:
PCT/EP2022/078194
Publication Date:
April 20, 2023
Filing Date:
October 11, 2022
Export Citation:
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Assignee:
GAGGL RAINER (AT)
International Classes:
G01R1/04; G01R31/28
Foreign References:
JP2007040926A2007-02-15
US20060139045A12006-06-29
US20030237061A12003-12-25
US20140176173A12014-06-26
US6046599A2000-04-04
Attorney, Agent or Firm:
BEER & PARTNER PATENTANWÄLTE KG (AT)
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Claims:
9

Ansprüche : Prüfvorrichtung (1) für vereinzelte Chips (4) mit einem mit ( Prüf- ) Nadeln (3) bestückten Prüfkopf (17) , dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (1) Kontakte (10) aufweist, die neben dem Prüf köpf (17) angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ( Prüf- ) Nadeln (3) und die Kontakte (10) auf derselben Seite der Prüfvorrichtung (1) angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (10) in der Prüfvorrichtung (1) federnd aufgenommen sind. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federhub der Kontakte (10) größer ist als der Federhub der ( Prüf- ) Nadeln (3) des Prüfkopfes (17) . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (10) wenigstens auf einer Seite neben den ( Prüf- ) Nadeln (3) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkopf (17) als Vertikalnadelkarte oder als Cantilever-Nadelkarte ausgebildet ist. Anordnung zum Prüfen vereinzelter Chips (4) , umfassend eine Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einen Halter (5) für den Chip (4) , wobei an dem Grundkörper (21) des Halters (5) eine Einlegeplatte (9) , in der der Chip (4) gehalten ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (10) der Prüfvorrichtung (1) in Gebrauchslage an dem Grundkörper (21) des Halters (5) direkt anliegen. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (10) an dem Halter (5) neben der Einlegeplatte (9) anliegen. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt finger (25) mit einem Sense-Kontakt (23) , der an der Rückseite eines an dem Halter (5) festgelegten Chips (4) elektrisch leitend angelegt ist, und dass in dem Grundkörper (21) des Halters (5) Kontakt finger (25) aufgenommen sind, und dass ausgewählte Kontakte (10) der Prüfvorrichtung (1) an Kontakt fingern (25) anliegen. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt finger (25) im Grundkörper (21) des Halters (5) in einem Bereich, der außerhalb des Prüfkopfes (17) der Prüfvorrichtung (1) liegt, angeordnet sind. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Kontakt finger (25) in der der Prüfvorrichtung (1) zugewandten Fläche des Grundkörpers (21) des Halters (5) liegen.

Description:
PRÜFVORRICHTUNG FÜR VEREINZELTE CHIPS

Die Erfindung betri f ft eine Prüfvorrichtung ( „Prüf karte" ) mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1 und eine Anordnung umfassend die Prüfvorrichtung .

Aus Wafern vereinzelte (herausgesägte ) Chips müssen dahingehend geprüft werden, ob sie in der Lage sind, die ihnen zugeordnete Funktion zu erfüllen . Dies ist auch deswegen wichtig, weil beim Vereinzeln von Chips Beschädigungen von Chips nicht ausgeschlossen werden können .

Für das Prüfen von vereinzelten Chips sind Prüfvorrichtungen bekannt .

Die bekannten Prüfvorrichtungen umfassen einen Halter ( Chuck) , an dem der zu prüfende Chip, insbesondere durch Unterdrück, festgehalten wird . Die bekannten Prüfvorrichtungen umfassen weiters eine Einrichtung zum Kontaktieren der Vorderseite des Chips , die beispielsweise eine Nadelkarte sein kann . Die Rückseite des Chips steht mit dem Chuck in elektrisch leitender Verbindung . Beim Aus führen eines Prüfvorganges werden an einem Chip unter anderem Schaltvorgänge mit sich sehr schnell ändernden Strömen durchgeführt . Diese werden über die

( Prüf- ) Nadeln und den Chuck an den Chip weitergeleitet . Hiezu sind Leitungen vorgesehen, die einerseits von der Stromquelle der Prüfvorrichtung zu den ( Prüf- ) Nadeln und anderseits zum Chuck führen .

Problematisch bei diesen bekannten Prüfvorrichtungen ist es , dass die Leitungen, die ( Prüf- ) Nadeln und der Chuck eine Leiterschlei fe bilden, die in Bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften eine Induktivität darstellt . Dies ist insbesondere störend, da die beschriebenen, durch die Leiterschlei fen gegebenen, parasitären Induktivitäten einer gewünschten schnellen Stromänderung entgegenwirken .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , die bekannten Prüfvorrichtungen so weiterzubilden, dass parasitäre Induktivitäten wenigstens klein gehalten werden .

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Prüfvorrichtung, die die Merkmale von Anspruch 1 aufweist .

Der Erfindung liegt weiters die Aufgabe zugrunde , eine die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung umfassende Anordnung zur Verfügung zu stellen .

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung gemäß Anspruch 7 gelöst .

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Da bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung der Anschluss der Stromquelle nicht über den Chuck, sondern über gesonderte Kontakte erfolgt , die beim Aus führen des Prüfvorganges an die Oberseite des Chuck angelegt werden, und die neben den ( Prüf- ) Nadeln der Nadelkarte angeordnet sind, werden kleine Leiterschlei fen erreicht , sodass parasitäre Induktivitäten so klein sind, dass sie den Prüfvorgang nicht mehr stören .

Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung können die zusätzlichen Kontakte an der Nadelkarte so angeordnet sein, dass sie möglichst knapp neben den ( Prüf- ) Nadeln der Nadelkarte an den Chuck angelegt werden . Dabei können zusätzliche Kontakte auf einer oder auf beiden Seiten oder rings um die ( Prüf- ) Nadeln der Nadelkarte herum angeordnet sein . Für die praktische Verwendung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ist es vorteilhaft , wenn die zusätzlichen Kontakte so wie die ( Prüf- ) Nadeln der Nadelkarte federnd ausgebildet sind . Bevorzugt ist dabei , dass der Federhub der Kontakte größer ist als der Federhub der ( Prüf- ) Nadeln . Beispielsweise liegt der Federhub der die Chip-Oberseite kontaktierenden ( Prüf- ) Nadeln im Bereich zwischen 50 und 100 pm, der Federhub der auf der Chuckoberf läche aufsetzenden Kontakte liegt beispielsweise in der Größenordnung von 0 , 5 mm .

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es , dass wegen der kleiner ausgebildeten Leiterschlei fen so geringe parasitäre Induktivitäten auftreten, dass das Durchführen schneller Schaltvorgänge in dem zu prüfenden Chip durch die Prüfvorrichtung nicht wesentlich behindert wird .

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Aus führungsbeispiele anhand der Zeichnungen . Es zeigt :

Fig . 1 schematisch eine bekannte Prüf anordnung,

Fig . 2 schematisch eine Prüf anordnung mit einer erfindungsgemäß ausgebildete Prüfvorrichtung,

Fig . 3 ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,

Fig . 4 eine Anordnung mit einer Prüfvorrichtung und einem Halter, und

Fig . 5 die Anordnung aus Fig . 4 mit eingezeichneten Leiterschlei fen .

In einer Vertiefung 11 der Oberseite eines Halters 5 ( „Chuck" ) ist eine Einlegeplatte 9 eingelegt . Die Einlegeplatte 9 ist mit dem Grundkörper des Halters 5 elektrisch und thermisch leitend verbunden . Auf der Einlegeplatte 9 liegt der Chip 4 . In der Einlegeplatte 9 sind mit Unterdrück beaufschlagte Bohrungen 12 vorgesehen, so dass ein Chip 4 durch Unterdrück auf der Einlegeplatte 9 gehalten ist . So steht die Rückseite des Chips 4 über die Einlegeplatte 9 mit der elektrisch leitenden Oberseite des Halters 5 in elektrisch leitender Verbindung .

Eine in Fig . 1 vereinfacht gezeigte , bekannte Prüf anordnung 1 umfasst eine Nadelkarte 2 mit mehreren ( Prüf- ) Nadeln 3 . Die ( Prüf- ) Nadeln 3 werden auf die Vorderseite eines Chips 4 angelegt . Die Einlegeplatte 9 und der Chip 4 werden auf dem Halter ( Chuck) 5 in dessen Vertiefung 11 , beispielsweise durch Unterdrück, festgehalten .

Von einer Stromquelle 6 , die beispielsweise Rechteckimpulse liefert , werden die ( Prüf- ) Nadeln 3 der Nadelkarte 2 über Leitungen 7 mit Strom beaufschlagt .

Die Stromquelle 6 steht über eine weitere Leitung 8 mit dem Chuck 5 , und damit mit der Rückseite des Chips 4 , in elektrisch leitender Verbindung . Die Leitungen 7 und 8 sowie die

( Prüf- ) Nadeln 3 der Nadelkarte 2 bilden große Leiterschlei fen, sodass die damit verbundenen parasitären Induktivitäten schnelle Schaltvorgänge bei einem Prüfvorgang ungünstig behindern bzw . verlangsamen .

Bei der in Fig . 2 schematisch und stark vereinfacht dargestellten, erfindungsgemäßen Prüf anordnung 1 sind neben den ( Prüf- ) Nadeln 3 in der Nadelkarte 2 zusätzliche Kontakte 10 vorgesehen . Die Kontakte 10 stehen über Leitungen 8 mit der Stromquelle 6 in Verbindung . An die Stromquelle 6 sind auch die Leitungen 7 , welche die ( Prüf- ) Nadeln 3 mit Strom beaufschlagen, angeschlossen . Die Kontakte 10 können auf einer Seite der ( Prüf- ) Nadeln 3 der Nadelkarte 2 , auf einander gegenüberliegenden Seiten der ( Prüf- ) Nadeln 3 oder rings um die ( Prüf- ) Nadeln 3 der Nadelkarte 2 angeordnet sein . Die ( Prüf- ) Nadeln 3 der Nadelkarte 2 sind federnd ausgebildet , wobei der Federhub in einer Größenordnung von 50 bis 100 pm liegt . Die Kontakte 10 sind als Federkontakte ausgebildet , wobei der Federhub der Kontakte 10 beispielsweise im Bereich von 0 , 5 mm liegt . Dadurch, dass der Federhub der Kontakte 10 größer ist als der Federhub der ( Prüf- ) Nadeln 3 wird ein sicheres Kontaktieren der Vorderseite des Chuck 5 erreicht .

Es ist erkennbar, dass bei der erfindungsgemäßen Prüf anordnung 1 die von den Leitungen 7 und 8 , den ( Prüf- ) Nadeln 3 und den Kontakten 10 gebildeten Leiterschlei fen wesentlich kleiner sind ( siehe Fig . 5 ) als die oben erwähnten Leiterschlei fen einer bekannten Prüf anordnung 1 ( siehe Fig . 1 ) . Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Prüf anordnung 1 zum Prüfen vereinzelter Chips 4 werden beim Prüfen auch schnelle Schaltvorgänge durch die nun wesentlich verringerte parasitäre Induktivität nicht mehr nachteilig behindert oder verlangsamt .

Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Darstellung der Fig . 2 der Übersichtlichkeit wegen nur eine Leitung 7 zu einer der ( Prüf- ) Nadeln 3 dargestellt ist . Ebenso ist der Übersichtlichkeit wegen nur eine Leitung 8 zu einem der zusätzlichen Kontakte 10 dargestellt . Es ist an sich wünschenswert , dass bei der erfindungsgemäßen Prüf anordnung 1 j ede ( Prüf- ) Nadel 3 unabhängig von den anderen ( Prüf- ) Nadeln 3 an die Stromquelle 6 angeschlossen ist . In der Praxis kann bei der erfindungsgemäßen Prüf anordnung 1 entweder j ede ( Prüf- ) Nadel 3 unabhängig von den anderen ( Prüf- ) Nadeln an die Stromquelle angeschlossen sein, es können j edoch auch Gruppen von ( Prüf- ) Nadeln 3 zusammengefasst oder alle ( Prüf- ) Nadeln 3 gemeinsam an der Stromquelle 6 angeschlossen sein . In der Praxis können mehrere Gruppen von ( Prüf- ) Nadeln 3 an eine gemeinsame Leitung 7 angeschlossen werden . So wird die Zahl der Leitungen 7 an die Anzahl der Kanäle in einem angeschlossenen Testsystem angepasst . Daher kann der Prüf ström kanalweise überwacht und gegebenenfalls begrenzt werden. Beschädigungen der ( Prüf- ) Nadeln 3 durch hohen Prüf ström (z.B. bedingt durch einen defekten Chip 4) können vermieden werden. Sinngemäßes gilt für die Leitungen 8, welche die Kontakte 10 mit der Stromquelle 6 verbinden.

Eine in Fig. 3 gezeigte, erfindungsgemäße Prüfvorrichtung 1 („Nadelkarte") umfasst einen Tragekörper 15 („Stiffener") , an dessen in Gebrauchslage unterer Seite eine Leiterplatte 16 angeordnet ist. Unterhalb der Leiterplatte 16 befindet sich ein mit ( Prüf- ) Nadeln 3 bestückter Prüfkopf 17. Der Prüfkopf 17 ist im Ausführungsbeispiel mit einer Druckkammer 18 (vgl. AT 14 209 Ul, AT 14 210 Ul, AT 412 175 B, AT 511 058 Bl) , zu der mit Druckluft beaufschlagbare Kanäle 19 führen, ausgestattet. Neben dem Prüfkopf 17 und somit auch neben den ( Prüf- ) Nadeln 3 sind die Kontakte 10, die als Federkontaktstifte ausgebildet sind, vorgesehen. Im Bereich des in Fig. 3 rechten Randes der Leiterplatte 16 sind ( Steck- ) Kontakte für die Verbindung der Prüfvorrichtung 1 mit einem Testsystem vorgesehen.

Wenngleich in Fig. 3 die Prüfvorrichtung 1 mit einem als Vertikalprüfkopf ausgebildeten Prüfkopf 17 („Vertikalnadelkarte") versehen ist, sind im Rahmen der Erfindung auch andere mit ( Prüf- ) Nadeln 3 bestückte Prüfköpfe 17, beispielsweise Nadelkarten nach Art von Cantilever- Nadelspinnen, in Betracht gezogen.

Die in Fig. 4 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung 1 gemäß Fig. 3 zusammen mit einem Halter (Chuck) 5, wobei die Prüfvorrichtung 1 an den Halter 5 und den auf dem Halter 5 festgelegten Chip 4 angelegt ist .

Der Halter 5 besitzt einen Grundkörper 21, in dem mit Unterdrück beaufschlagbare Kanäle 22 vorgesehen sind. In der in

Gebrauchslage oberen Seite des Grundkörpers 21 des Halters 5 ist eine Vertiefung 11 vorgesehen . Die Vertiefung 11 nimmt eine auswechselbare Einlegeplatte 9 auf . In der Einlegeplatte 9 ist in ihrer in Gebrauchslage oberen Seite eine Vertiefung 12 vorgesehen, in die ein zu prüfender Chip 4 eingelegt wird . Die Einlegeplatte 9 und der Chip 4 werden an dem Halter 5 durch über die Kanäle 22 angelegten Unterdrück gehalten .

Im Grundkörper 21 des Halters 5 ist ein Sense-Kontakt 23 auf genommen, der von unten her an dem Chip 4 anliegt . Der Sense- Kontakt 23 ist über eine Brücke 24 elektrisch leitend mit Kontakt fingern 25 , die in dem Grundkörper 21 aufgenommen sind und an denen - vgl . Fig . 4 - einzelne Kontakte 10 der Prüfvorrichtung 1 anliegen, verbunden . Der Sense-Kontakt 23 und die Kontakt finger 25 haben folgende Aufgabe :

Der Spannungsabfall über den Chip 4 ist ein wichtiger Parameter zum Überwachen und Bewerten von Prüf Vorgängen . Die Spannungsmessung mit stromführenden Kontakten hätte eine Verfälschung der Messergebnisse zur Folge , da Leitungs- und Anschlusswiderstände ( in Abhängigkeit des Stroms ) selbst einen Spannungsabfall erzeugen . Aus diesem Grund erfolgt direkt an der Chip-Ober- und Unterseite eine Kontaktierung mit separat herangeführten Sense-Leitungen, die eine stromlose Spannungsmessung erlauben . Die Sense-Kontaktierung an der Chip- Oberseite erfolgt mit eigens dafür vorgesehenen Sense-Kontakten ( analog zu den stromführenden Prüf-Nadeln 3 ) . An der Chip-

Unterseite liegt der Sense- ( Feder- ) Kontakt 23 , der zum Rest des Chucks 5 elektrisch isoliert ausgeführt ist , an . Die

Kontakt finger 25 liegen an ausgewählten ( Feder- ) Kontakten 10 der Prüfvorrichtung 1 an .

Aus der Darstellung in Fig . 4 ist ersichtlich, dass die neben den ( Prüf- ) Nadeln angeordneten Kontakte 10 der Prüfvorrichtung 1 an dem Grundkörper 21 des Halters 5 anliegen und mit den Grundkörper 21 des Halters 5 in elektrisch leitendem Kontakt stehen . Die Viel zahl von Kontakten 10 an der Prüfvorrichtung 1 hat den Zweck, die Stromstärke von elektrischen Prüfströmen in den Kontakten 10 zu begrenzen .

Die beschriebene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 1 hat den Vorteil , dass die Leiterschlei fen klein sind . Dies ist in Fig . 5 am Beispiel der Anordnung von Fig . 4 symbolisiert dargestellt . Der in Fig . 5 dargestellte Bereich 26 entspricht einer Leiterschlei fe einer bekannten Anordnung gemäß Fig . 1 . Der in Fig . 5 dargestellte Bereich 27 entspricht einer Leiterschlei fe einer erfindungsgemäßen Anordnung aus Halter 5 und erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung 1 . Da die Größe der für eine Prüfung von Chips 4 nachteiligen, parasitären Induktivität durch die Größe der von der Leiterschlei fe auf gespannten Fläche bestimmt ist , ergibt sich beim Verwenden der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 1 eine kleine parasitäre Induktivität . Damit entstehen auch kleinere , den Prüfstrom behindernde ( entgegengerichtete ) , Magnetfelder .

Zusammenfassend kann ein Aus führungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden :

Eine Prüfvorrichtung 1 für vereinzelte Chips 4 mit einem mit ( Prüf- ) Nadeln 3 bestückten Prüfkopf 17 weist Kontakte 10 auf , die neben dem Prüfkopf 17 angeordnet sind . Eine Anordnung zum Prüfen vereinzelter Chips 4 umfasst eine Prüfvorrichtung 1 und einen Halter 5 für den Chip 4 , auf welchem die Kontakte 10 anliegen .